在最近的几年里,三价稀土离子掺杂的上转换荧光发射的纳米材料由于其具有优异的光学性能以及良好的生物相容性得到了越来越多的关注与研究。三价镧系离子由于在4f,5s25p6层的电子轨道中特殊的电子层结构,使得其在4f-4f电子轨道存在可以发射出尖锐且窄峰位的发光跃迁能级。由于这些离子的发光波长基本不会受到外界的环境影响,因此可以通过将稀土离子掺杂到不同的基质中,来实现不同的研究目的。上转换发光是一种反斯托克斯位移的发光现象,通常是两个或多个低能量的光子吸收了激发能量后,跃迁到激发态的不同能级,后在该激发态能级发射出高能量光子的过程。利用上转换纳米颗粒(UCNPs)荧光的共振能量转移机制来检测生物分子、金属离子等多种检测物的纳米探针成了当前的研究热点。通过纳米材料与不同的识别配体结合,可以设计出检测特定分析物的纳米传感器。本篇论文基于稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒的光学性能在以下几个方面进行了探索与研究:1、稀土离子掺杂的UCNPs具备丰富的发光能级,可以调节掺杂比例得到不同的发光颜色,但是目前对于可以发射白光的UCNPs的研究报道还比较少。大部分的白光发射的材料都是基于不同的荧光团来混合发射白光,但这样就给纳米材料的制备带来了比较大的困难,同时限制了材料的实际应用范围。因此,我们设计合成了一种基于聚合物修饰的白光发射的UCNPs荧光纳米探针。具体而言,我们通过调节不同的稀土离子的掺杂比例,制备了可以实现白光发射的UCNPs,通过探索研究不同的掺杂比例,实现了对于颗粒白光发射的可控调节。油溶性的UCNPs经过聚马来酸酐十八烯共聚物包覆修饰的方法变成了水溶性的polymer-UCNPs,然后水溶性的UCNPs结合了双硫腙与铅离子的配合物,制备了上转换荧光纳米探针。2、我们利用制备的荧光纳米探针实现了对于农药秋兰姆的可视化的定量检测,并且结合智能手机成像平台实现了对于福美双裸眼可视化的检测。首先,我们将制备的荧光纳米探针置于不同浓度的秋兰姆溶液中,测试纳米探针的实际检测能力。接着,我们利用制备的荧光纳米探针实现了对于土壤和苹果实际样品中秋兰姆浓度的检测。最后,我们将设计的荧光纳米探针转移到试纸条上,利用智能手机成像平台实现了对于秋兰姆检测试纸颜色变化的实时监测,进而实现了对于秋兰姆浓度的裸眼检测。我们制备的农药检测探针可以实现对于秋兰姆浓度在2n M到20n M范围内的线性检测,检测限为0.26n M,同时随着秋兰姆浓度的增加,制备的检测试纸上的颜色可以实现从红色到青色到蓝紫色最后到白色的转变过程。